我国北方风能资源利用与发展问题

　　1. 概论
　　1.1 风能利用的意义
　　 随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。据专家预测，煤炭还可开采200 余年，天然气60 年，石油只能开采40 年。如何实现能源的持续发展，从而保证经济和社会的可持续发展，已经是各国政府必须解决的大问题，即能源战略问题。唯一的出路就是有计划地利用常规能源、节约能源，开发新能源和可再生能源。
　　现在作为占能源消耗首位的电能是二次能源，是有其他能源转换而来的。目前世界各国电能产生主要是靠火力发电。火力发电以碳氢化合物为主要成分的煤、重油等燃料，燃烧后向大气排放CO2、SO2 等有害气体及烟尘、SO 形成的酸雨，对农作物、森林、建筑物及金属材料构成危害和腐蚀。CO2 形成温室效应，改变局部气候，造成各种自然灾害。为了减少火电对大气的污染，实现能源的可持续发展，世界各国都在积极地发展风力发电。随着全世界风力发电装机容量的快速发展，风力发电机技术的成熟和不断完善，在今后10 年，风力发电必将成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。
　　1.2 风能利用的特点
和火力发电相比，风力发电有其自己的特点，具体表现在以下几个方面：
　　1.2.1 可再生的洁净能源　风力发电是一种可再生的洁净能源，不消耗资源，不污染环境。这是火力
发电所无法比拟的优点。
　　1.2.2 建设周期短　一个万千瓦级的风电场建设期不到一年。
　　1.2.3 装机规模灵活　可根据资金情况，决定一次装机规模。
　　1.2.4 技术成熟、可靠性高　把现代高科技应用于风力发电机组，使风力发电可靠性大大提高。中大型风力发电机组可靠性从80 年代的50% 提高到现在98%，高于火力发电，并且机组寿命可达20 年。
　　1.2.5 造价低　从国外建成的风电场看，单位千瓦造价和单位千瓦时电价都接近火力发电，和常规能源发电相比具有竞争力。
　　1.2.6 运行维护简单　现代中大型风力发电机自 动化水平很高，由于采用了微机管理技术，实现了风机故障自动诊断报警功能，安全保护更加完善可靠，并且实现了单机独立控制，多机群联控和远程遥控，完全可以无人值守，只需定期进行必要的维护。不存在火力发电按运行周期大修问题。
　　1.2.7 实际占地面积小　据统计，同样功率的风力发电机组与监控、变电等建筑仅占火电厂的1% 的土地，其余场地仍可供农、牧、渔生产使用。
　　1.2.8 发电方式多样化　风力发电既可以并网运行，也可以和其他能源，如柴油发电、太阳能发电、水力发电组成互补系统，还可以独立运行，因此，对于解决边远无电地区的用电问题提供了方便。
　　1.2.9 用风力提水　可以解决常规能源的运输和储存，风资源富集期与用水高峰期的春季相适应，为广大农牧区土井提水提供行之有效的机械化模式。
　　2. 锡林郭勒盟（以下简称锡盟）风能资源
　　锡盟位于我国华北的正北方，是内蒙古高原草原区的主体部分。境内地貌类型有高平原、丘陵、台地、盆地和沙地组成。海拔高度在1000～ 1300m 之间，东南山地大部分1500m 以上，盆地海拔最低800 多米。全境地势为东高西低、南高北低，地势平坦开阔。锡盟气候处于中纬度西风带，属中温带半干旱、干旱大陆性季风气候，具有“寒冷、风大、少雨”的气候特征。风大，表现为风速大和大风日数多。全年盛行偏西风。年平均风速大都为4 ～ 5m/s。全年大部地区≥ 8 级以上风日60 ～ 80 天，3 ～ 5 月是刮风盛期，大风日数占全年40% ～ 50％，是我国高原地区有风速记录的最大风区。
　　锡盟具有得天独厚的风能资源，自治区风能总量为10.1 亿千瓦，其中可利用部分为1.01 亿千瓦，据全国第一位。锡盟风能总量仅次于阿盟，但可使用的风能资源占全区各盟、市首位。
　　锡盟风速≥ 3m/s 的年起风时数为4441 ～ 6640h，风速≥ 6m/s 的年起风时数为1550 ～ 3381h。按风速≥ 3m/s 的有效时数计算，有效风能量为109 ～ 249W/m²。全盟均为风能可利用区，占全盟四分之一的西部苏尼特右旗、苏尼特左旗、二连浩特市、阿巴嘎旗、镶黄旗地区年平均风速在4.8m/s 以上，属风能较丰富地区，适于建设中、小型风电站。有些地区由于地形抬高，流线加密，年均风速达到5.6m/s 以上，属于风能丰富区，其面积约占全盟的8％。其中约有总面积500km² 的地方，年均风速达到6.4m/s 以上，适于安装大型风力发电机，建设风电场，有些地区装机容量可达1000 万千瓦以上。这是一项重要的自然资源，加之锡盟土地辽阔，具有建立风电场及广泛利用大中型风电机组的条件，已经引起国家和世界能源界重视，成为锡盟能源建设的一项重要内容。
　　3. 锡盟风能利用现状
　　锡盟是内蒙古自治区乃至全国风能利用最早、最多的地区，是我国发展风电较早地区之一，有些项目在全国处领先地位。
　　3.1 微型风力发电机
　　从1973 年到1995 年9 月共推广了37000 台50 ～ 300W 户用微型机， 目前保持正常运行的约27000 余台，装机容量2453kW，年发电量550万千瓦时，解决了10 万户牧民的生产生活用电问题。
　　3.2 小型风力发电机（1～10kW）
　　自治区政府新能源办公室、内蒙古工业大学自然能源研究所、原国家机械部呼和浩特牧机研究所等单位于上世纪90 年代初在阿巴嘎旗、苏尼特右旗、东乌珠穆沁旗建立的四个小型风力发电机试点，安装多台小型风力发电机。1992 年内蒙古电管局又在苏尼特右旗建立了三个小机型试点。这些技术上的问题没有很好解决而中断试验，到目前，小型风力发电机也没有得到大面积应用。而如今，人们对节能减排工作的认识在逐步加深，小型风力发电机还会得到快速发展，
　　如果将来能解决分散电力并网的政策和技术问题，用户可以从电网上用电，也可以用自己家里安装的风力发电机发电，除去自用电力外，多余的电力就近上网，进入市场，这样的事情实施起来可能会促进风电事业又进入一个高速发展时期。
　　3.3 大型风电场建设
　　内蒙古电管局于1989 年在苏尼特右旗朱日和建立了全国第一个大型并网风力发电机组，进入蒙西电网集宁通往二连110kV 输电线路中，并成为这条线路的重要电源支撑点。后来又先后引进德国、丹麦以及国内企业生产的风力发电机组，建立了锡林浩特宝力根风力发电场，从1989年起到1995 年连续7 年，无论是装机总容量还是风电场管理水平都发生了质的变化。
　　进入2000 年后，大型风电场得到空前发展，到今日，在锡盟几乎所有旗县都有风电场在建设。全国大型能源企业都选择锡盟为新能源基地，这些企业无论从资金上或者技术上都有一定优势，对促进锡盟风电事业发展起到了积极促进作用。到2009 年底，并网发电已达100 万千瓦，2010 年底可达300 万千瓦。